Tải bản đầy đủ

Báo cáo thực tập nhà máy thủy điện hòa bình

LỜI NÓI ĐẦU
Ngoài việc học tập nghiên cứu kiến thức trên giảng đường thì việc tìm hiểu,
tiếp xúc thực tế là yêu cầu không thể thiếu đối với mỗi sinh viên. Đối với sinh
viên cuối khóa như chúng em, thực tập tốt nghiệp là một cơ hội quan trọng để
kiểm nghiệm lại những lý thuyết đã được học và làm quen với công việc thực tế,
giúp chúng em có thể nhanh chóng bắt nhịp được với môi trường làm việc sau
khi ra trường. Bởi vậy, lần thực tập tại nhà máy thuỷ điện Cửa Đạt này là cơ hội
tốt để chúng em có thể vận dụng kiến thức lý thuyết các môn chuyên ngành hệ
thống điện vào thực tế sản xuất điện năng. Đồng thời đây còn là dịp để mỗi sinh
viên tìm hiểu, nắm vững nguyên lý làm việc của các trang thiết bị chính trong
nhà máy thủy điện, các sơ đồ nối dây, cũng như phương thức vận hành chung
của toàn nhà máy và vai trò phát điện của nhà máy trong hệ thống điện quốc gia.
Do thời gian thực tập có hạn và khả năng của bản thân em còn hạn chế nên
bản báo cáo vẫn còn những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của thầy cô giáo và các bạn để giúp bản báo cáo được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô chú trong Phân
xưởng vận hành, Phân xưởng Tự động, Phân xưởng điện… nhà máy thủy điện
Hòa Bình đã giúp đỡ chỉ bảo tận tình, cảm ơn bộ môn ,vì sự quan tâm hướng
dẫn của thầy trong suốt thời gian thực tập.
Sinh viên: Nguyễn Trung
Lớp

: HTD – CTTTK54

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

1

1


Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

Giới thiệu chung về dự án Thủy lợi - Thủy điện Cửa Đạt.
Dự án Hồ chứa nước Cửa Đạt gồm 2 phần: Công trình đầu mối thủy lợi và
Công trình thủy điện.
I.

1.

-

-

Công trình đầu mối thủy lợi: do Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn
làm chủ đầu tư, Công ty TNHH MTV khai thác công trình thủy lợi Sông Chu
(sau đây gọi tắt là Công ty Sông Chu) trực thuộc UBND tỉnh Thanh Hóa là
đơn vị quản lý, khai thác, vận hành. Công trình bao gồm:
Đập chính là đập đá đổ, bê tông bản mặt;
Đập tràn xả lũ;
Đập phụ Dốc Cáy và đập phụ Hón Can.
Nhiệm vụ chính của công trình đầu mối thủy lợi:
Tạo nguồn nước tưới ổn định cho 86.862 ha đất canh tác;
Giảm lũ với tần suất P=0,6%, đảm bảo mực nước hạ lưu tại Xuân Khánh
không vượt quá +13,71m (lũ lịch sử năm 1962);
Cung cấp nước cho công nghiệp và sinh hoạt với lưu lượng 7,715 m3/s;
Phát điện với công suất 97MW;

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

2



2


Bổ sung nước vào mùa kiệt để đẩy mặn và cải tạo môi trường với lưu lượng
30,42 m3/s.
Công trình thủy điện Cửa Đạt: Do Công ty cổ phần Vinaconex P&C làm
chủ đầu tư và quản lý, khai thác, vận hành. Công trình bao gồm:
Cửa nhận nước;
Tuy nen dẫn nước;
Nhà máy thủy điện và kênh xả hạ lưu;
Trạm phân phối điện và đường dây tải điện 110KV để hòa vào lưới điện
Quốc gia.
Nhiệm vụ của công trình thủy điện:

2.
-

Tận dụng nước cấp cho các mục tiêu của công trình đầu mối để phát điện.
Lượng nước phát điện phụ thuộc vào điều tiết nước của công trình đầu mối thủy
lợi.
Vị trí xây dựng công trình
Công trình thủy lợi thủy điện Cửa Đạt nằm trên sông Chu là công trình thủy
lợi thủy điện thuộc hệ thống quy hoạch bậc thang thủy điện sông Mã. Công
trình nằm trên địa phận xã Vạn Xuân, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa,
cách thành phố Thanh Hóa khoảng 75km về phía Tây.
3.

I

Tình hình nhân lực:
* Tổng số: 96 người, trong đó:
- Phân xưởng Vận hành:

45 người;

- Phân xưởng Điện-Tự động:

15 người;

- Phân xưởng Cơ khí-Thủy lực:

10 người;

- Bộ phận quản lý và NV gián tiếp: 26 người (01 Giám đốc; 02 PGĐ
phụ trách kỹ thuật; 01 Trưởng phòng Tổng hợp; 01 CB Phương thức+Thị
trường điện; 01 Nhân viên văn thư; 03 lái xe; 05 Nhân viên tạp vụ; 05
Nhân viên cấp dưỡng và phụ bếp; 07 Nhân viên bảo vệ);

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

3

3


Chương 2
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC
TRANG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY
2.1. PHẦN NĂNG LƯỢNG SƠ CẤP
Nhà máy thuỷ điện là nhà máy điện hoạt động trên nguyên tắc: sử dụng năng
lượng của dòng chảy để làm quay tua bin thuỷ lực, tua bin được gắn đồng trục
với máy phát điện, làm nhiệm vụ chuyển tiếp năng lượng.
Ta biết rằng, công suất đặt của nhà máy thuỷ điện được tính theo công
thức như sau:
Nđ = 9,81η.∆H.Qtb.
Trong đó:
η : Hiệu suất của nhà máy.
∆H : Độ cao cột nước.( Chênh lệch giữa thượng lưu và hạ
lưu).
Qtb : Lưu lượng trung bình của dòng chảy.
Như vậy công suất đặt của nhà máy thuỷ điện phụ thuộc trực tiếp vào ∆H
và Qtb. Lưu lượng nước trung bình của dòng chảy đối với mỗi dòng sông là
khác nhau và thậm chí là khác nhau trên mỗi đoạn của dòng sông đó. Tuỳ
thuộc vào địa hình cụ thể, cấu tạo địa chất khu vực, biểu đồ thuỷ văn của
dòng chảy mà người ta lựa chọn vị trí đặt nhà máy thuỷ điện cho tối ưu nhất.
Khi đó để nâng cao công suất đặt của nhà máy, để tận dụng tối đa năng lượng
dòng chảy, nhà thiết kế sẽ cố gắng tạo ra ∆H lớn nhất có thể được. Có rất
nhiêu phương án để tạo ra ∆H cho nhà máy thuỷ điện: Người ta có thể lợi
dụng địa hình sẵn có của dòng chảy, tạo kênh dẫn hoặc đắp đập ngăn sông để
tạo hồ chứa nước. Trong đó thì nhà máy thuỷ điện kiểu đập và hồ chứa là
điển hình hơn cả và nhà máy thuỷ điện Cửa Đạt cũng là một trong những nhà
máy như vậy.
Để có thể sử dụng năng lượng dòng chảy như là một nguồn năng lượng sơ
cấp làm quay tua bin máy phát điện thì phải kể đến vai trò cực kỳ quan trọng
của một số công trình và thiết bị chính trong hệ thống năng lương sơ cấp
4
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54
4


như: Hồ, Đập, Cửa nhận nước, Cửa xả nước, Tua bin, các thiết bị thuỷ lựa
liên quan……….
2.1.1 Hồ chứa.
- Cao trình mực nước dâng bình thường
- Cao trình mực nước chết
- Cao trình mực nước hồ ứng với lũ thiết kế
- Cao trình mực nước lũ kiểm tra
- Dung tích toàn bộ hồ chứa
- Dung tích hữu ích
- Dung tích phòng lũ hạ du

m
m
m
m
106m3
106m3
106m3

110,0
73,0
119,05
121,33
1.450
793,7
386,6

Mực nước trong hồ lên xuống là tuỳ theo từng mùa trong năm và tuỳ theo
chế độ vận hành của nhà máy. Quá trình điều tiết hồ chứa là một bài toán tối ưu
hoá đa mục tiêu rất phức tạp, vừa phái đảm bảo cho mục tiêu số 1 là chống lũ,
đảm bảo cho an toàn của công trình vừa phải đảm bảo cho nhu cầu phát điện cho
hệ thống theo điều độ quốc gia.
2.1.2 Đập.

Đây ▼115m
là một công trình đồ sộ, vĩ đại nhất trong toàn bộ công trình nhà máy
123m
với chiều cao 128m, chiều dài đập là 743m, chiều rộng chân đập là 800m, cao
độ mặt đập là 123m
▼80m

Đá

Đất

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54
800m

Đá

5

5
-5m


Với mỗi nhà máy thuỷ điện thì cấu tạo của đập là khác nhau tuỳ theo mực
nước dâng, tuỳ theo cấu tạo địa chất, địa chấn, thuỷ văn của khu vực đó. Đập
của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là loại đập đất đá được xây dựng trên nền chân
đập là cát sỏi. Loại đập này có khả năng đàn hồi tốt với chấn động khoảng 6 độ
richte, đảm bảo tuổi thọ cho công trình, đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật.
Đập có lõi đất sét chống thấm ở giữa, hai bên có các tầng lọc xuôi ngược,
dưới đập có màng khoan phụt nhiều hàng dày 30m ăn sâu vào lớp đá gốc.
Dưới chân đập có đặt các thiệt bị kỹ thuật để đo đạc kiểm tra tính trạng của
đập, giúp cho bộ phận giám sát, theo dõi có thể biết được hiện trạng thực tế của
đập, từ đó đưa ra kế hoạch vận hành, bảo dưỡng tối ưu nhất đảm bảo an toàn
tuyệt đối cho công trình.
2.1.3 Công trình xả nước vận hành
Vào mùa lũ, lưu lượng nước chảy vào hồ lớn, để đảm bảo tính an toàn cho
công trình phải tiến hành xả nước hồ qua hệ thống cửa xả.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

6

6


Công trình này là một đập bê tông cao 70 m và rộng 106 m, được chia là 2
tầng.

70m

106m

Tầng dưới là 12 cửa xả đáy kích thước 6x10m ở cao độ 56m với tổng lưu
lượng xả là 21000m3/s, các cánh phai ở cửa xả này được điều khiển bằng hệ
thống tự động thủy lực.
Tầng trên là 6 cửa xả mặt, kích thước 15x15m ở cao độ 102m với tổng lưu
lượng xả là 14400m3/s, các cánh phai ở cửa xả này được điều khiển bằng hệ
thống cần cẩu chân dê 2x250 tấn.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

7

7


2.1.4 Cửa nhận nước và truyền năng lượng
Cửa nhận nước kiểu tháp bao gồm 16 cửa 4x10m , được đặt ở cao độ 56 m,
dài 190m trên có bố trí các lưới chắn rác và các cửa van sửa chữa.
Để nâng hạ các cửa van nhận nước, người ta dùng hệ thống cần cẩu. Để nâng
hạ các cánh phai cửa nhận nước, người ta dùng hệ thống truyền động thủy lực
gồm 16 xi lanh thủy lực
Nước dẫn vào tuabin bằng 8 Tuynen chịu áp lực, mỗi tuynen dài 210m,
đường kính 8m qua các tổ máy và thoát ra hạ lưu ở máy 1 và máy 2 hai đường
tuynen độc lập, ở tổ máy 3 đến 8 đường xả được ghép đôi “2 máy 1 tuynen”.

1.2.

PHẦN ĐIỆN.

2.2.1. Sơ đồ nối điện chính của nhà máy.
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

8

8


Nhà máy có 8 tổ máy được nối thành 4 khối. Mỗi tổ máy có một bộ 3 máy
biến áp một pha tăng áp từ điện áp đầu cực 15,75kV lên 220kV, một đường
cáp dầu áp lực nối từ trong hầm gian máy ra ngoài OPY220, từ trạm OPY220
lại có 2 đường nối lên OPY500 và 2 đường nối sang OPY110.
Sơ đồ trạm OPY220 là sơ đồ kiểu 1,33 (4/3) với các lộ như sau:
+
Lộ
270
Hòa
Bình
–Thanh
Hóa.
+
Lộ
271
Hòa
BìnhNinh
Bình.
+
Lộ
272
Hòa
BìnhThái
Nguyên.
+
Lộ
273
Hòa
BìnhChèm.
+
Lộ
274,
275,
276
Hòa
BìnhHà
Đông.
Trạm OPY220 có 2 máy biến áp tự ngẫu 220/110/35 kV AT1 và AT2 được
nối với ba lộ đường dây 110kV L171, L172 và L173 và máy biến áp TD61,
TD 62 của hệ thống điện tự dùng NMTĐ Hòa Bình.
Trạm OPY500 có sơ đồ kiểu tứ giác (thiếu) cấp điện cho đường dây
500kV.
Trạm OPY110 có sơ đồ một thanh góp phân đoạn bằng dao cách ly gồm
+ Lộ L171, L172 cung cấp cho thành phố Hòa Bình.
+ Lộ L173 cung cấp điện cho đường Hòa Bình- Điện Biên.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

9

9


Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

10

10


2.2.2 Máy phát điện

Máy phát điện được đặt trong gian máy. Gian máy là máy là một công trình
được xây dựng ngầm trong núi đá có chiều cao 50,5m , rộng 19,5m, dài 260m.
Tại đây lắp đặt thiết bị của 8 tổ máy.
a. Cách bố trí, thông số cấu tạo của các thiết bị chính máy phát điện.
Máy phát điện thuỷ lực được cấu tạo kiểu ổ dù, có một ổ đỡ đặt trên nắp
turbin và có một ổ hướng nằm trên giá chữ thập trên.
Nằm đồng trục với máy phát chính là máy phát phụ và máy phát điều chỉnh
Máy phát đồng bộ thuỷ lực 3 pha trục đứng kiểu CB-1190/215-48-TB4
* Các số liệu kỹ thuật chính của máy phát thuỷ lực : CB-1190/215-48-TB4
+ Công suất định mức biểu kiến 266700 kVA
+ Công suất dịnh mức hữu công 240000kW
+ Điện áp dây định mức 15,75kV
+ Dòng điện stator định mức 9780A
+ Hệ số công suất định mức cosϕ = 0,9
+ Tần số định mức 50 Hz
+ Tốc độ quay định mức 125v/p
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

11

11


+ Dòng điện kích thích định mức 1710A
+ Hiệu suất ở công suất định mức, điện áp định mức và hệ số công suất định
mức là : 98,3%
Máy phát điện thuỷ lực không có trục riêng, ống lót rôtor được nối trực tiếp
với trục turbin, ở phía trên ống lót rôtor nối với trục phụ trên đó có lắp ống lót
của ổ hớng, vành góp và rôtor của máy phát điều chỉnh.
Tại vùng trung tâm của đĩa rôtor máy phát chính có lắp rôtor máy phát phụ.
máy phát được trang bị hệ thống phanh, cứu hoả, các thiết bị kiểm tra nhiệt độ
và bảo vệ ổ đỡ, ổ hướng.
* Stator máy phát chính
Vỏ stator làm bằng thép tấm có vành trên và vành dưới, năm tầng vỏ bọc
vành dưới của stator dùng để đặt vỏ lên các tấm mỏng, cả vành trên dùng để lắp
giá chữ thập trên. Giữa các tầng hàn của các gian tăng lực và thanh chống bằng
thép góc.
Để có thể vận chuyển được rễ ràng stator cấu tạo thành 6 phần, stator được
bắt vào móng nhờ 12 tấm móng và gurông móng.
Lõi stator được làm bằng tấm thép kỹ thuật dập nguội và phủ bằng lớp sơn
cánh điện 2 mặt rồi sấy nóng. Theo chiều cao tấm thép đợc chia làm 41 đoạn,
thanh chống giữa các đoạn này tạo ra các rãnh để không khí làm mát lưu thông,
quận dây stator làm bằng thanh dẫn lượn sóng 2 lớp, có 3 đầu chính và đầu ra
trung tính.
Số rãnh Z = 576 rãnh , số cực 2P= 48 cực, bước quấn dây 1-15-25 , số nhánh
song song a = 4.
* Rotor máy phát chính
Gồm đĩa rôtor, thân rôtor có gắn đĩa phanh, các cực có quận dây kích từ và
quận cản, thanh dẫn phụ trên đó có lắp ống góp cho ổ Hướng .
Thân rôtor là các mảnh rập bằng tấm thép ghép lại và được chia thành 12
đoạn theo chiều cao. Các mảnh của thân xếp thành từng lớp và có mối nối đặt
lệch nhau một cực so với lớp trước. Ở những chỗ ráp nối giữa các mảnh của một
mối nối có khe hở để lưu thông không khí , còn giữa các đoạn là các rãnh thông
gió .

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

12

12


Mỗi cực rôtor gồm có phần lõi thép có dạng đặc biệt. Từng cực từ được nối
vào thân rôtor bằng hai rãnh mang cá (hình chữ T) và các thanh nêm ngược
chiều .
Cuộn dây rôtor được ép bằng lò xo đặt trong các rãnh trên thân rôtor .
Thanh dẫn từ vành góp đến cuộn dây kích thích của máy phát làm bằng thanh
đồng bọc cách điện.
* Máy phát Phụ ( máy phát kích thích)
Máy phát phụ để cung cấp điện cho hệ thống kích thích độc lập bằng
thyristor của máy phát chính.
Thân stator và rôtor làm bằng thép hàn. Thân stator gồm 3 mảnh ghép lại, đĩa
rôtor làm liền không tháo rời đợc. Lõi thép stator đợc làm bằng các mảnh thép
kỹ thuật.
Cuộn dây stator đấu theo hình sao có các mạch trích từng pha để cấp điện
cho nhóm chỉnh lưu làm việc của bộ biến đổi bằng thyristor, cách điện của cuộn
dây stator máy phát phụ bằng bằng meca cấp B
* Máy phát điều chỉnh
Là máy phát có tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực của turbin và rơle tốc độ
nó là máy pháy đồng bộ 3 pha, có kích thích bằng nam châm vĩnh cửu trên các
cực của rôtor .
Để từ hoá các nam châm mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt. Cần phải tiến
hành nạp từ điện áp stator thấp dưới 110V. Tiến hành nạp từ bằng dòng một
chiều 600A . Thời gian nạp không quá 1secto .
Trong thời gian làm việc cuộn dây nạp từ phải đợc đấu ngắn mạch.
Hiện nay chỉ co tổ máy 3 đến tổ máy 8 còn sử dụng máy phát điều chỉnh còn
máy 1 và 2 đã thay thế máy phát điều chỉnh bằng thiết bị đo tốc độ của Hãng
SULZER.
b. Hệ thống thông gió, làm mát.
Để làm mát phần tác dụng của máy phát chính có dùng hệ thống thông gió
tuần hoàn làm mát không khí trong các bộ phận làm mát không khí. Rotor máy
phát làm việc như một quạt ly tâm tạo nên áp lục gió làm mát cần thiết, làm mát
các cực từ Rotor cuộn dây và lõi thép Stator và di vào các bộ làm mát gió bằng
nước, khi ra khỏi các bộ phận làm mát khí theo hướng gió khép kín quanh
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

13

13


Stator, không khí lạnh chia làm 2 đường quay trở lại rotor. Đường khí phía dưới
đi qua mương gió nằm trong mán, đường khí phía trên đi giữa sàn giá chữ Thập
trên và tấm ngăn chia không khí phía trên.
Các bộ làm mát khí được lắp vào thân stator máy phát chính.
c. Hệ thống phanh.
Để phanh Rotor khi dừng máy và để nâng Rotor khi sửa chữa, máy phát được
trang bị 24 bộ phanh, phanh có van 3 ngả để thay đổi chế độ phanh hoặc kích
máy.
d. Kiểm tra nhiệt độ
Máy phát điện đuợc kiểm tra nhiệt độ nhờ các bộ Sensor biến đổi nhiệt điện
trở và nhiệt áp kế.
Để đo nhiệt độ Stator máy phát chính, trong các rãnh giữa các thanh dẫn ở
một trong các nhánh song song của cả ba pha có lắp các bộ biến đổi nhiệt điện
trở.
Để đo nhiệt độ lõi thép Stator máy phát chính, trên đáy các rãnh có lắp các
nhiệt kế điện trở. Để kiểm tra nhiệt độ các xecmang ổ đỡ và ổ hướng dầu nóng
lạnh trong các thùng dầu, không khí nóng và lạnh người ta lắp các nhiệt kế điện
trở và nhiệt áp kế phát tín hiệu.
e. Hệ thống cứu hoả.
Máy phát thuỷ lực được trang bị hệ thống cứu hoả bằng nước phun.
Hệ thống cứu hoả máy phát chính gốm có 2 đướng ống nằm vòng quanh đâu
trên và đầu dưới cuộn dây Stator. Trên mỗi ống góp có khoét nhiều lỗ để phân
nước
Máy phát phụ có một ống cứu hoả nằm quanh đầu trên cuộn dây Stator.
2.2.3 Sơ đồ, nguyên lý hoạt động của hệ thống kích từ.
Các máy phát thuỷ lực của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được trang bị hệ
thống kích thích thiristor độc lập kiểu CTH-500-2000-3-5T4. mà trong nó được
trang bị đồng bộ các thiết bị kỹ thuật điện và chúng thực hiện chức năng điều
chỉnh dòng điện Rotor và điện áp của máy phát thỷ lực theo nguyên tắc điều
chỉnh đã được xác định ở chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố.
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

14

14


Hệ thống kích thích của máy phát thuỷ lực đảm bảo các chế độ làm việc sau
đây:
Kích thích ban đầu.
Không tải.
Khởi động tự động đóng vào lưới bằng phương pháp hoà đồng bộ chính
xác.
Làm việc ở hệ thống năng lượng có phụ tải trong các giới hạn của biểu
đồ phân bổ công suất của máy phát quá tải cho phép với máy phát thuỷ lực.
Cường hành kích thích với một bội số cho trước theo trước theo điện áp
và dòng điện khi có hư hỏng trong hệ thống năng lượng, gây nên giảm điện áp
trên thanh cái của trạm.
Dập từ cho máy phát điện ở các chế độ dừng sự cố và dừng bính thường
tổ máy.
Các số liệu kỹ thuật chính của hệ thống kích thích máy phát điện thuỷ lực.
Công suất định mức : 1000 kVA
Điện áp định mức:
500 V
Dòng điện định mức: 2000 A
Công suất cường hành: 1530 kVA
Dòng điện ở chế độ cường hành: 3420 A
Bội số cường hành theo điện áp: 3,5
Điện áp định mức cung cấp cho mạch tự dùng 1 chiều 220 V
Tần số: 50Hz.
Cấu tạo và sự làm việc của hệ thống kích thích máy phát điện thuỷ lực.
Việc kich thích cho máy phát điện thuỷ lực được thực hiện theo sơ đồ kích
thích thiristor độc lập bằng việc cung cấp cho các cuộn dây kích thích từ
thanh cái Stator của máy phát phụ qua bộ biến đổi UG1 và UG2 mà chúng
được đấu song song ở phía dòng 1 chiều.
Bộ biến đổi UG1 – là một nhóm làm việc của các thiristor được cung cấp
từ các nhánh Stator của máy phát điện và nó đảm bảo ở các chế độ làm việc
lâu dài phần cơ bản của dòng điện kích thích. Còn bộ biến đổi UG2 – là
nhóm cường hành của các thiristor, mang phần không đáng kể (20%) dòng
điện kích thích. Máy phát điện phụ có hệ thống tự động tự kích thích và được
bố trí trên cùng một trục với máy phát điện chính. Vì vậy điện áp cung cấp
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

15

15


cho các bộ biến đổi thiristor trong các nhóm làm việc và cường hành của máy
phát điện chính không phụ thuộc vào điện áp Stator của máy phát điện và hệ
thống kích thích như vậy được gọi là độc lập.
Việc dập từ cho máy phát điện được thực hiện bằng việc chuyển các bộ
phận biến đổi sang chế độ đảo, khi đó các sung điều khiển được loại khỏi
nhóm làm việc và chế độ đảo thực hiện thông qua nhóm cường hành.
Việc cung cấp cho bộ điều chỉnh kích thích khi hệ thống kích thích làm
việc được lấy từ máy biến áp tự dùng TE2 có công suất định mức 7,5 KVA,
việc cung cấp cho hệ thống làm mát bằng nước cất được lấy từ hệ thống nước
cất chưng của nhà máy trong đó là một bình chưng cất bằng điện và bể chứa.
Nước cất được cung cấp bằng vòng tuần hoàn kín như sau: bơm-các bộ
trao đổi nhiệt, các bộ lọc – các bộ biến đổi thiristor, việc đưa vào từ bộ troa
đổi nhiệt được thực hiện bằng các ống nhờ các đầu nối bằng mặt bích. Cách
điện của bộ biến đổi với bộ trao đổi nhiệt được đảm bảo bằng các ống cách
điẹn đặt ở đường làm mát bên trong các bộ biến đổi thiristor. Sự tuần hoàn
của nước cất được đảm bảo bằng các bơm nước ly tâm có công suất 20 m 3/h,
cột nước 53m.
2.2.4. Hệ thống điều khiển, đo lường và bảo vệ chính của máy phát.
Máy phát có các bảo vệ chính sau:
Bảo vệ so lệch dọc.
Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối
xứng.
Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng.
Bảo vệ chống quá điện áp.
Bảo vệ chống quá tải đối xứng.
Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây Stator máy phát.
a. Bảo vệ so lệch:
Dùng làm bảo vệ cho máy phát chống ngắn mạch nhiều pha trong cuộn
dây Stator và ở các đầu ra của máy. Bảo vệ này là một trong số các bảo vệ
chính của máy phát và không tác động khi có ngắn mạch ngoài.
Vùng tác động của bảo vệ: Từ các máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính
đến các máy biến dòng đặt tại các đầu ra máy phát.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

16

16


Bảo vệ làm việc không có thời gian duy trì tác động đi cắt máy cắt
15,75KV, dập từ máy phát, dừng máy, khởi động cứu hoả máy phát.
b. Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối
xứng
Chúng được dùng làm bảo vệ cho máy phát chính chống ngắn mạch
ngoài không đỗi xứng và các chế độ phụ tải không đối xứng, cũng như đảm
bảo cho làm dự phòng cho các bảo vệ của các phần tử có liên quan của lưới
điện khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng. Bảo vệ được đấu vào máy biến
dòng đặt ở đầu ra trung tính máy phát.
Bảo vệ này có 3 cấp tác động theo dòng điện thứ tự nghịch.
Cấp I của bảo vệlàm việc khi có quá tải không đối xứng và tác động khi
phát tín hiệu báo trước có thời gian duy trì.
Cấp II của bảo vệ làm việc khi phát sinh ngắn mạch không đối xứng với
2 cấp thời gian duy trì.
Cấp III của bảo vệ làm việc khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng bên
trong máy biến áp lực.
c.Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng.
Bảo vệ này được dùng làm bảo vệ cho máy phát chống quá dòng khi có
ngắn mạch ngoài đối xứng và bảo đảm dự phòng bảo vệ cho các phần tử có
liên quan của lưới điện nếu xảy ra ngắn mạch 3 pha. Bảo vệ được đấu vào
máy biến dòng đặt ở đầu ra trung tính máy phát vá máy biến điện áp đặt ở
đầu ra chính của máy phát.
d.Bảo vệ chống quá điện áp Stator máy phát chính.
Bảo vệ có 1 cấp tác động nó được thực hiện dưới dạng bảo vệ điện áp
cực đại, bảo vệ được đấu vào mạch điện áp của máy biến điện áp đặt ở đầu ra
máy phát.
e. Bảo vệ chống quá tải đối xứng.
Để tránh quá tải đối xứng người ta dùng bảo vệ dòng điện cực đại sử
dụng dòng điện 1 pha. Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng đặt ở đầu ra
trung tính của máy phát.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

17

17


f. Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây Stator.
Để bảo vệ cuộn dây Stator máy phát người ta dùng bảo vệ chống chạm đất
93 – 11. Bảo vệ này được dùng trong các máy phát có công suất lớn mà ở
trung tính cuộn dây Stator của nó có đặt máy biến áp 1 pha.
Bảo vệ được dấu vào máy biến áp đặt tại đầu ra chính máy phát qua khối
thử nghiệm SG-A. Mạch điện bảo vệ chống chạm đất phía 15,75 KV.
2.2.5. Hệ thống cấp nguồn 1 chiều và tự dùng xoay chiều của nhà máy.
a. Công dụng, cấu tạo và thông số kỹ thuật của trạm acquy.
Ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được lắp 4 trạm Acquy (AB) các trạm AB1,
AB2 nằm ở nhà máy kỹ thuật điện, AB3, AB4 nằm ở nhà máy điều khiển trạm
OPY.
Các trạm Acquy được dùng để cung cấp dòng một chiều liên tục cho các
mạch điều khiển, bảo vệ liên động và tín hiệu.
Trạm acquy bao gồm 108 bình được đấu nối tiếp với nhau trong bình thủy
tinh, ở mỗi bình acquy được đổ châtd điện phân tỷ trong 1,18g/cm 3.. Mỗi bình
acquy có 7 tấm dương cực và 8 tấm âm cực (6 bản giữa và 2 bản hai bên)
Điện áp dương (cực dương acquy) được lấy ở acquy thứ nhất, điện áp âm
thì được lấy ở acquy thứ 108 (cực âm của acquy).
Các thông số kỹ thuật của acquy.
Kiểu acquy CK-14 ( dùng trong trạm làm việc ở chế độ phóng).
Dung lượng định mức Cđm = 504A/h.
Dòng trực nạp lớn nhất I=126A
Dòng điện áp đảm bảo phóng nhanh trong 10h: I=50,4A
Dòng điện đảm bảo phóng trong một giờ: I=250A
Dung tích bảo hành trong24h : I = 154A
Điện áp định mức của acquy: 2,15V
b. Công dụng và cấu tạo của tủ một chiều.
Tủ một chiều có các tổ máy hụ và trực nạp dùng để phân phối dòng thao tác
1 chiều và trực nạp acquy đồng thời kiểm tra trạng thái dòng 1 chiều.
Các tủ một chiều của gian máy (SB1) và trạm OPY (SB2) được cấu tạo bởi 2
phân đoạn thanh cái và các phần tử sau:
Các bảng vào trạm AB có kiểm tra cách điện và điện áp.
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

18

18


Các bảng của các phần tử phụ nạp.
Các bảng của các tổ máy tực nạp có các cầu dao của hệ thống thanh cái.
Các bảng phân phối dòng 1 chiều.
Các tổ máy trực nạp và phụ nạp kiểu BA3/7-380/260/-40/80/T4N1
Trạm acquy và các tổ máy phụ nạp được đấu bình thường vào các phân
đoạn 1 chiều của mình, các tủ một chiều có chiếc máy trực nạp để trực nạp.
c.Tự dùng xoay chiều của nhà máy.
Sơ đồ tự dùng của nhà máy thuỷ điện đảm bảo cung cấp chắc chắn cho các
hộ tiêu thụ, thiết bị phụ của nhà máy.
Tại nhà máy thuỷ điện Hoà Bình trong điều kiện vận hành bình thường các
hộ tiêu thụ được cấp điện từ 2 máy biến áp TD61 và TD62. Hai ngườn dự phòng
láy từ hai biến áp TD91, và TD92 hai máy biến áp được nối với máy phát I và
VIII ở đoạn giữa mát cắt đầu cực máy phát và máy biến áp khối.
Mặt khac còn một máy phát điện Diezen làm dự phòng , được nối với thanh
cái 6KV.
Sơ đồ tự dùng có 2 cấp điện áp 6,3KV và 0,4 KV.
Hai máy biến áp tự ngẫu AT1 và AT2 có công suất định mức là 630 KVA.
Hai máy biến áp TD61 và TD62 lấy điện từ phia cuộn hạ áp (35KV) của hai
máy biến áp AT1,AT2 cấp điện cho 2 phân đoạn KPY 6KV TC21 và TC22, có
máy cắt hợp bộ liên lạc giữa 2 phân đoạn.
Hai phân đoạn KPY 6KV TC 31 và TC32 lấy điện từ TC21 và TC22 qua các
máy cắt hợp bộ, TC31, TC32 còn nối với TD92 qua các máy cắt có trạng bị
TĐD (từ động đóng nguồn dự phòng).
Cũng tương tự như vậy 2 phân đoạn TC11, TC12 được nối với TD91.
Từ các KPY6KV, qua máy cắt hợp bộ và máy biến áp 2 cuộn dây hạ xuống
0,4 KV rồi đưa đến các phân đoạn 0,4 KV. Giữa 2 phân đoạn có liên hệ bằng
Aptomat thường ở trạng thái mở.
2.2.6. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính kỹ thuật chính của máy biến áp tăng áp
15,75/220KV, máy cắt, các biến điện áp đo lường đầu cực máy phát.
a. Máy biến áp tăng áp 15,75/220KV
Các máy biến áp của sơ đồ khối máy phát biến áp là các máy biến áp một
pha, 2 cuộn dây kieu OCS – 105000/220-85-TB-B.
Các thống số kỹ thuật chính:
-

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

19

19


-

Công suất định mức 105000 KVA
Công suất định mức nhóm 3 máy315000 KVA
Điện áp định mức cao áp 230 KV.
Điện áp định mức phía hạ 15,75 KV
Dòng điện định mức cao áp 751,5 A
Dòng điện định mức hạ thế 666A
Sơ đồ và nhóm dây của máy biến áp I/I-0

-

Sơ đồ tổ đấu dây Y/∆ -11

-

Các biến áp khối có hệ thống làm mát dầu và nước theo kiểu tuần hoàn
cưỡng bức.
Hệ thống làm mát gồm các bộ phận sau:
Các bộ phận làm mát dầu (làm nhiệm vụ trao đổi nhiệt)
Bơm điện (để bơm dầu)
Các bộ lọc hút ẩm (để khôi phục phần nào t/c của dầu)
Lưới lọc (để lọc cơ khí dầu)
Đồng hồ kiểm tra đo lường.
Các van 1 chiều (không cho dầu chảy ngược)
Các van dầu và nước.
Ống dẫn dầu
Dầu nóng của máy biến áp từ lớp trên đi vào đầu hút của bơm, được bơm
qua van 1 chiều và các bộ làm mát dầu, ở đây dầu bao quanh các giàn ống (trong
đó có nước tuần hoàn được làm nguội đi qua lưới lọc vào tầng dưới của máy
biến áp, một phần dầu đi qua bộ lọc hút ẩm thường xuyên ở trạng thái làm việc.
Nhóm biến áp 3 pha có 4 bộ làm mat dầu: mỗi pha có một bộ làm mát làm
việc và một bộ dừ phòng chung cho cả 3 pha.
Sơ đồ cho phép thay thế bộ làm mát làm việc của bất kỳ pha nào bằng bộ
làm mát dự phòng. Mỗi bộ làm mát làm việc có 2 bơm dầu 1 bơm làm viẹc và 1
bơm dự phòng. Nguồn của 2 bơm được lấy từ 2 tủ, 2 tủ này luôn luôn làm việc
riêng biệt ở mạch lực có 2 Aptomat phân đoạn đầu nối tiếp, các aptomat này
luôn ở trnạg thái cắt chí đóng aptomat phân đoạn khi bị hỏng 1 trong 2 tủ cấp
nguồn trước đó phải cắt tủ bị hỏng.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

20

20


b. Các máy cắt đầu cực máy phát.
Máy cắt đầu cực có nhiệm vụ chính là cắt ngắn mạch bảo vệ an toàn cho
máy phát. Ngoài ra còn có nhiẹm vụ đóng cắt để hoà tổ máy vào hệ thống.
Hiện nay ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, từ tổ máy 1-4 được trạng bị máy
cắt SF6 hiện đại còn các tổ máy còn lại vẫn sử dụng máy cắt khôg khí của Nga
sản xuất.
Máy cắt đầu cực dùng không khí, 3cực kiểu BBG-20, loại nhiệt đới hoá
được dùng cho các mạch xoay chiều 3 pha tần số 50Hz, điện áp tới 20 KV, nhiệt
dộ không khí môi trường không qua 45 0C nơi đặt máy cắt phải được bảo vệ
chống nước, dầu….ở độ cao không qua 100m so với mặt nước biển.
Các thông số kỹ thuật chính như sau:
Điện áp định mức 20 KV
Dòng điện định mức 11200A
Dòng cắt định mức 160KA
-

Thời gian cắt (đến thời điểm dập hồ quang ở tiếp điểm phụ) ≤ 0,168s

-

-

Dòng ổn định nhiệt tới hạn 160 KA
Thời gian dòng điện đi qua bằng dòng ổn định nhiệt 4s
Áp lực dư định mức của khí nén trong bình khí máy cắt 20Kg/cm2.

-

Giới hạn áp lực dư ban đầu của khí nén 19÷21kg/cm2

-

Máy cắt là một tổ hợp gồm 3 cực riêng và một tủ phân phối, chung nói với
nhau bằng hệ thống dẫn khí. Giữa các cực của máy cắt không có sự liên hệ với
nhau về cơ. Việc điều khiển máy cắt 3 cực này được thực hiện bằng cách nối
song song các nam châm điện điều khiển. Mỗi cực đều có các nam châm điện
tác động nhanh đóng-cắt. Việc điều khiển máy cắt hoặc tự động hoặc từ xa cũng
được thực hiện bằng các nam châm này còn các cơ cấu khác hoạt động nhờ khí
nén. Tủ phân phối là loại dùng khí nén nối 3 cực vào một bộ máy.
Tổ máy 1÷4 được trang bị máy cắt khí SF6 của hãng ABB loại HEK-3.
áp lực khí nén SF6 là 6,8at, truyền động của máy cắt thực hiện bằng không khí
nén áp lực 8÷10,5at.
c. Máy biến điện áp đầu cực máy phát.

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

21

21


Máy biến điện áp dùng để biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích

3

hợp (100/
V) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và tự động hoá.
Như vậy các dụng cụ thứ cấp được tách khỏi mạng điện cao áp nên rất an toàn
cho nguời.Cũng vì an toàn, một trong những đầu ra của cuộn dây thứ cấp phải
được nối đất.Các dụng cụ phía thứ cấp của BU có điện trở rất lớn ,nên có thể coi
BU làm việc ở chế độ không tải.
Đầu cực máy phát có 2 biến điện áp Y 0/Y0/∆ Đây là loại biến điện áp dầu 3
pha 5 trụ, nó gồm 1 mạch từ 5 trụ (trong đó có 3 trụ có dây quấn để cho từ thông
thứ tự không chạy qua ) và hai cuộn dây thứ cấp nối hình sao và hình tam giác
hở. Cuộn dây nối hình sao cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và kiểm tra
cách điện.Cuộn dây nối tam giác hở nối với rơle điện áp để cho tín hiệu khi 1
điêm chạm đất trong luới cao áp.
Bình thường U a1x1=Ua+U6+Uc=0. Khi 1 điểm chạm đất trong lưới cao áp,
điện áp Ua1x1=3Uc, trong đó Uclà điên áp thứ tự không, do đó rơle tác động báo
tín hiệu chạm đất.
Bởi vì máy phát có rất nhiều loại bảo vệ, có nhiều điểm đo lường nên phải
sử dụng 2 biến điện áp giống nhau (vì số đầu ra của 1 biến điện áp là có hạn).

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

22

22


1.3.

PHẦN TRẠM BIẾN ÁP

2.3.1. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của các trang thiết bị trong trạm
biến áp.
Ta đã biết rằng nhà máy thuỷ diện Hoà Bình có một vai trò cực kỳ quan
trọng trong hệ thốngđiện quốc gia. Nhà máy giữ vai trò điều tần cho hệ thống
và tham gia vào quá trình điều chỉnh điện áp.Từ khi có đường dây 500 KV,
vai trò của nhà máy lại càng được khẳng định.Trạm biến áp 220/110/35 KV
là điểm nối của nhà máy điện Hoà Bình với hệ thống, nó là 1 nút nguồn quan
trọng bậc nhất trong hệ thống điện quốc gia. Quá trình vận hành của nhà máy
và trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, an toàn của lưới điện
quốc gia. Vì vậy mà trạm biến áp được thiết kế sao cho đảm bảo an toàn cung
cấp điện cho hệ thống đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế.
Trạm biến áp được thiết kế theo kiểu máy cắt cho 1 bộ đường dây.
8 tổ máy được ghép thành 4 khối và qua 4 lộ đường dây đưa vào trạm
biến áp.
Có tất cả 7 lộ 220 KV.
Đường dây 274, 275, 276 đi BaLa.
Đường dây 273 đi Chèm.
Đường dây 272 đi Sóc Sơn.
Đường dây 271 đi Ninh Bình.
Đường dây 270 đi Thanh Hoá.
Trong đó đường dây 271 và 270 là dây phân pha(2 dây 1 pha) có vòng đẳng
thế để làm điện trường phân bố đều hơn, giảm tổn thất vầng quang.
Có 1 lộ 220 KV cấp điện cho trạm biến áp 500 KV.
Có 3 lộ 110 KV:
Đường dây 171, 172 cung cấp điện cho tỉnh Hoà Bình.
Đường dây 173 cung cấp điên cho Mộc Châu, Sơn La.
a. Máy cắt điện của các lộ đường dây và trạm.
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

23

23


Máy cắt có nhiệm vụ chủ yếu là tách rời phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống
để đảm bảo an toàn cho hệ thống và thiết bị, tuỳ thuộc vào mức độ yêu cầu cung
cấp điện và lưới điện cụ thể mà người ta lựa chọn loại máy cắt cho thích hợp.
Yêu cầu chung là máy cắt phải tác động đúng, kịp về thời gian và còn phải đảm
bảo chỉ tiêu về kinh tế.
Hiện nay ở trạm 220/110/35 KV ở nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có nhiều
chủng loại máy cắt khác nhau. Chủ yếu là hai loại máy cắt không khí và máy cắt
khí SF6. Xu hướng là thay thế các máy cắt không khí bằng máy cắt SF6 với
nhiều tính năng vượt trội, dự kiến trong năm 2004 toàn bộ máy cắt không khí
trên trạm sẽ được thay thế .
Máy cắt không khí sử dụng là máy cắt của Nga, truyền động và dập hồ
quang bằng không khí nén. Trong trạm có 1 phân xưởng sản xuất khí nén để
cung cấp cho các máy cắt không khí. Máy cắt có trang bị đông hồ kiểm tra áp
lực khí, có hệ thống tự động duy trì áp lực khí trong bình nén.
Máy cắt không khí có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ. Khi cắt tiếp chính
mở trước sau đó tiếp điểm phụ(tiếp điêm hồ quang) mở sau, hồ quang phát sinh
sẽ bị dập tắt bởi không khí nén. Khi đóng thì tiếp điểm chính đóng sau khi tiếp
điểm phụ đã đóng. Sau mỗi lần tác động không khí nén thoát ra ngoài và phải
nạp khí nén vào máy cắt với một trị số áp lực cần thiết.
Máy cắt SF6 có nhiều ưu điểm hơn máy cắt không khí là gọn nhẹ, ít phải
sửa chữa bảo dưỡng, hoạt động tin cậy, không phải nạp khí thường xuyên.
Máy cắt SF6 sử dụng là loại máy 3AP1 FI là kiểu máy dùng động cơ lên
dây cót lò xo để thao tác và dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. Máy
cắt có một bộ truyền động cơ khí riêng trên mỗi trụ cực và nó phù hợp cho việc
cắt đơn pha hoặc 3 pha rồi tự đóng lại.
Mỗi pha máy cắt co một buồng ngắt và dập hồ quang có một đồng hồ chỉ thị
áp lực SF6 và một bộ tiếp điểm giám sát áp lực SF6 , các cuộn điện từ đóng cắt
các bộ sấy.
Máy cắt có mọt tụ điều khiển điều khiển chung được láp đặt tại cột trụ
pha giữa, trong tủ có các rơle, khoá điều khiển, các hàng kẹp dùng để kết nối
cáp nhị thứ. Điện áp điều khiển cho mạch đóng và mạch cắt là điện áp một
chiều 220 VDC .

Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

24

24


Máy cắt có thể thao tác được tại chỗ hoặc từ xa tuỳ theo vị trí của khoá
Local/Remote tại từ điều khiển chung của máy cắt.
Máy cắt có khoá giải trừ mạch đóng cắt không toàn pha máy cắt, ngoài ra
còn có mạch chống dòng dò, mạch khoá thao tác khi áp lực khí SF6 giảm
thấp.
Một số thông số kỹ thuật chính của máy cắt 3AP1FI .
Số hiệu về điện.
- Điện áp định mức 245 KV.
- Tần số định mức 50 Hz.
- Dòng điện định mức 3150 A.
- Dòng cắt ngắn mạch định mức 40 KA
- Dòng ngắn mạch ổn định động 100 KA
- Thời gian ngắn mạch định mức 3 s
Thời gian thao tác.
- Thời gian thao tác nhỏ nhất: 80 ms
- Thời gian dập hồ quang: 19 ms
- Thời gian cắt hoàn toàn: 60 ms
- Thời gian đóng cắt: 60+10 ms
- Thời gian thao tác sau khi cắt: 281 ms
Số liệu môi trương dập hồ quang: SF6
- Trọng lượng trên máy cắt: 22 kg
- Áp lực khí bình thường (200c): 6 bat
- Gía trị áp lực SF6 giảm thấp báo tín hiệu tại 200c: 5,2 bat
- Mạch khoá chung khi giá trị áp lực khí SF6 giảm thấp tai 200c : 5,0 bat
- Giá trị áp lực nhỏ nhất cho phép thao tác cơ khí: 3,0 bat
b. Dao cách ly
Trong trạm chủ yếu có 3 loại dao cách ly sau:
PHD3-2(1)-220/320 T1.
PHD3-2(1)-110/630 T1.
PHD3-2 –33*/630 T1.
Các dao cách ly dùng để thao tác đóng cắt các mạch không có dòng điện
với điên áp định mức tương ứng đông thời để tiếp địa cho các đoạn mạch đã
được cắt điện bằng các dao tiếp địa cắt cố định.
Nguyễn Trung HTD- CTTT K54

25

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×